高三化学一轮复习学案：化学反应与能量.doc

化学反应与能量1. 了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2. 了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热等概念。3. 了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。一、焓变 反应热1、焓是与内能有关的物理量，反应在一定条件下是吸热还是放热由生成物和反应物的焓值差即焓变（H）决定。思考并补齐下图_物能量H0_物_ 反应 _物能量H0_物_反应生成物总能量 反应物总能量 生成物总能量 反应物总能量 符号：_；单位：_。从化学键的角度解释化学反应中的能量变化：归纳：H 反应物的总键能_生成物的总键能 （填“+”或“”）2、反应热：_。放热反应: 化学反应过程中释放能量的反应叫放热反应.吸热反应: 化学反应过程中吸收能量的反应叫吸热反应.常见的吸热反应和放热反应：吸热反应：其特征是大多数反应过程需要持续加热，如aCO3分解等大多数分解反应，H2和I2、等不活泼的非金属化合，a（OH）28H2O和NH4Cl固体反应，CO2和C的反应。放热反应：燃烧、中和、金属和酸的反应、铝热反应等。说明：反应的吸、放热与反应条件无关。3、热化学方程式及其书写概念：热化学方程式：能表示参加反应物质的量和反应热之间的关系的化学方程式。意义：既表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。书写注意事项：2.书写热反应方程式应注意的问题H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“空格”隔开。若为放热反应H为“”；若为吸热反应H为“+”。H的单位一般为 kJmol1。 注意反应热H与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明H的测定条件。绝大多数H是在25、1.01105Pa下测定的，可不注明温度和压强。 注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。 注意反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同。因此，必须注明物质的聚集状态(s、l、g)才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不用“”和“”。 注意热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于H与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。当反应逆向进行，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。H的单位“kJmol1”的含义。并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化。不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热H表示反应进行到底（完全转化）时的能量变化。如：2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H197 kJmol1，是指2mol SO2(g)和1mol O2(g)完全转化为2mol SO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强时，向某容器中加入2mol SO2(g)和1mol O2(g)反应达到平衡时，放出的能量为Q，因反应不能完全转化生成2mol SO3(g)，故Q197kJ。二燃烧热 能源1. 燃烧热:25C、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热.单位:kJ/mol或J/mol.提示: (1)规定要在25C,101kPa下测出热量,因为温度、压强不定反应热的数值也不相同. (2)规定可燃物的物质的量为1mol. (3)规定可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量为标准.所谓完全燃烧,是指物质中下列元素完全转化成对应的物质:C-CO2 ,H-H2O ,S-SO2 ,等.2. 中和热:在稀溶液中,酸和碱发生反应时生成1molH2O,这时的反应热叫做中和热.提示: (1)必须是酸和碱的稀溶液,因为浓酸和浓碱在相互稀释的时候会放热; (2)强酸和强碱的稀溶液反应才能保证中和热是57.3kJ/mol,而弱酸或弱碱在中和反应中电离吸收热量,其中和热小于57.3kJ/mol; (3)以1mol水为基准,所以在写化学方程式的时候应该以生成1mol水为标准来配平其余物质的化学计量数.即H2O的系数为1.中和热的测定实验实验名称利用简易量热计测定室温下中和反应的反应热实验原理1、中和热的定义： 2、反应热的计算公式：Q=m*C*T 注：1、T（K）=T（）+273.15 2、C=4.18 J*K-1*g-1 3、H= Q / 物质的量 4、m为溶液的总质量三、盖斯定律及其应用1. 盖斯定律：化学反应不管是一步完成还是几步完成，其反应热是相同的，也就是说，化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体的反应进行的途径无关。如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热和该反应一步完成的反应热相同，这就是盖斯定律。2. 盖斯定律的应用确定目标方程式根据目标方程式把已知方程式变型（扩大或缩小系数及方向的调换），注意反应热的相应变化把变型的已知方程式相加即可3反应热计算 根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据，可以计算一些反应的反应热。(1) 反应热、燃烧热的简单计算都是以它们的定义为基础的，只要掌握了它们的定义的内涵，注意单位的转化即可。(2) 关于热化学方程式的简单计算的依据a热化学方程式中化学计量数之比等于各物质物质的量之比；还等于反应热之比。热化学方程式之间可以进行加减运算。点拨：反应热的大小比较同一反应中，生成物状态不同如：A(g)B(g) = C(g) DH10，A(g)B(g) = C(l) DH20，因为产物C(g)比C(l)所含内量多，反应放出热量少，所以DH1DH2。(注意：放热越多，DH越小)同一反应中，反应物状态不同如：S(g)O2(g) = SO2(g) DH10，S(s)O2(g) = SO2(g) DH20因为反应物S(g)比S(s)所含内量多，所以反应放出热量就多，得DH1DH2。两个有联系的不同反应相比C（固）+ O2（气）= CO2（气）+ Q1 C（固）+ 1/2 O2（气）= CO（气）+ Q2 因Q1是1molC完全燃烧放出的热量,而Q2是1molC不完全燃烧放出的热量, 所以Q1Q2。典型例题：1反应2CO2=2CO的能量变化如下图所示。下列说法正确的是()A12 g C(s)与一定量O2(g)反应生成14 g CO(g)放出的热量为110.5 kJB2 mol C(s)与足量O2(g)反应生成CO2(g)，放出的热量大于221 kJC该反应的热化学方程式是2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJD该反应的反应热等于CO分子中化学键形成时所释放的总能量与O2分子中化学键断裂时所吸收的总能量的差2、灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知： Sn（s、白）+2HCl（aq）SnCl2（aq）+H2（g） H1 Sn（s、灰）+2HCl（aq）SnCl2（aq）+H2（g） H2 Sn（s、灰） Sn（s、白） H3=+2.1 kJ/mol下列说法正确的是A. H1H2B. 锡在常温下以灰锡状态存在C. 灰锡转化为白锡的反应是放热反应D. 锡制器皿长期处于低于13.2的环境中，会自行毁坏3已知：CH3COOH(aq)+NaOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O H=Q1kJmol H2SO4(浓)+NaOH(aq)Na2SO4(aq)+H2O(1) H=Q2kJmol HNO3(aq)+KOH(aq)KNO3(aq)+H2O(1) H=Q3kJmol上述反应均为溶液中的反应，则Q1、Q2、Q3的绝对值大小的关系为 （ ）A.Q1Q2=Q3 B.Q2Q1Q3 C.Q2Q3Q1 D.Q2=Q3Q14（09全国卷11） 已知：2H2（g）+ O2(g)=2H2O(l) H= -571.6KJ mol-1 CH4（g）+ 2O2(g)CO2(g)2H2O(l) H= -890KJ mol-1现有H2与CH4的混合气体112L（标准状况），使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695KJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是A11 B13C14 D235(09天津卷6)已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566 kJ/molNa2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ H=-226 kJ/mol根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是A.CO的燃烧热为283 kJB.右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g) H-452 kJ/molD.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.0210236.（2011重庆） SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S-F键。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F 、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为A. -1780kJ/mol B. -1220 kJ/mol C.-450 kJ/mol D. +430 kJ/mol7.（2011海南）某反应的H=+100kJmol-1，下列有关该反应的叙述正确的是A.正反应活化能小于100kJmol-1 B.逆反应活化能一定小于100kJmol-1C.正反应活化能不小于100kJmol-1D.正反应活化能比逆反应活化能大100kJmol-18（2011上海）根据碘与氢气反应的热化学方程式(i) I2(g)+ H2(g) 2HI(g)+ 9.48 kJ (ii) I2(S)+ H2(g)2HI(g) - 26.48 kJ下列判断正确的是A254g I2(g)中通入2gH2(g)，反应放热9.48 kJB1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJC反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定D反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低9. 2012全国大纲理综化学卷9反应 A+B C（H 0）分两步进行 A+BX （H 0） XC（H 0）下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是10.(2006江苏高考，8)下列各组热化学方程式中，化学反应的H前者大于后者的是（ ）C（s）+O2(g)=CO2(g) H1 C(s)+ O2(g) =CO(g) H2S(s)+O2(g) =SO2(g) H3 S(g)+O2(g) =SO2(g) H4H2(g)+ O2(g) =H2O(l) H5 2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) H6CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H7 CaO(s)+H2O(l) =Ca(OH)2(s) H8A. B. C. D.11. 2012重庆理综化学卷12肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如题12所示，已知断裂1mol化学键所需的能量（kJ）：NN为942、O=O为500、N-N为154，则断裂1molN-H键所需的能量（KJ）是A.194 B.391 C.516. D.65812(1)图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298 K时稳定状态)。下列选项中正确的是_(填序号)。MgI2中Mg2与I间的作用力小于MgF2中Mg2与F间的作用力Mg与F2的反应是放热反应MgBr2与Cl2反应的H0化合物的热稳定性顺序为MgI2MgBr2MgCl2MgF2MgF2(s)Br2(l)=MgBr2(s)F2(g) H600 kJmol1(2)在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下：第一步反应是_反应(选填“放热”或“吸热”)，判断依据是_。1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是_。13可逆反应N23H22NH3是一个放热反应。有甲、乙两个完全相同的容器，向甲容器中加入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下，达平衡时放出的热量为Q1；在相同条件下，向乙容器加入2 mol NH3，达平衡时，吸收的热量为Q2。已知Q24Q1，则甲容器中，H2的转化率为()A20% B25% C75% D80%14、50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是_。（2）烧杯间填满碎纸条的作用是_。（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将_（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。（4）实验中改用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比较，所放出的热量_（填“相等”或“不相等”），但中和热应_（填“相等”或“不相等”），简述理由_。（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得中和热的数值与57.3kJ/mol相比较会_；用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述实验，测得中和热的数值与57.3kJ/mol相比较会_（均填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。15（08全国卷）红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的H表示生成1mol产物的数据)。根据上图回答下列问题： (1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式_。(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式_，上述分解反应是一个可逆反应，温度T1时，在密闭容器中加入0.80molPCl5，反应达到平衡时PCl5还剩0.60mol，其分解率1等于_；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为2，2_1(填“大于”、“小于”或“等于”)。(3)工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是_。(4)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的H3_，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的H4_H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。(5)PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是_。16.实验测得该反应的H = 50.5 kJmol-1，活化能Ea = 90.4 kJmol-1。下列能量关系图合理的是 。 课后练习： 1.在100g炭不完全燃烧所得气体中CO和CO2的体积比为1:2.已知：C（s）1/2O2（g）=CO（g）；H1110.35kJ/molCO（g）1/2O2 CO2（g）；H2282.57kJ/mol则与100g炭完全燃烧相比，损失的热量是。 A. 392.93kJ B. 2489.42kJ C. 784.92kJ D. 3274.3kJ2.“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是 A. 氯化钠 B. 固体硝酸铵 C. 固体氢氧化钠 D. 生石灰3.在25C、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水放热22.68kJ，下列热化学方程式正确的A. CH3OH(l)3/2O2（g）CO2（g）2H2O（l）；H 725.8kJ/molB. 2CH3OH(l)3O2（g）2CO2（g）4H2O（l）；H 1452kJ/molC. 2CH3OH(l)3O2（g）2CO2（g）4H2O（l）；H 725.8kJ/molD. 2CH3OH(l)3O2（g）2CO2（g）4H2O（l）；H 1452kJ/mol4. （09四川卷9）25 ，101 k Pa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol，辛烷的燃烧热为5518 kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是A.2H+(aq) +(aq)+(aq)+2OH(aq)=BaSO4(s)+2HO(1);H=57.3 kJ/molB.KOH(aq)+H SO4(aq)= KSO4(aq)+HO(I); H=57.3kJ/molC.C8H18(I)+ O (g)=8CO (g)+ 9HO(g); H=5518 kJ/molD.2C8H18(g)+25O (g)=16CO (g)+18HO(1); H=5518 kJ/mol5、如图，H1393.5 kJmol1，H2395.4 kJmol1，下列说法或表示正确的是()AC(s，石墨)C(s，金刚石)H1.9 kJmol1B石墨和金刚石的转化是物理变化 C金刚石的稳定性强于石墨D断裂1 mol石墨中化学键吸收的能量比形成1 mol金刚石中化学键释放的能量小1.9 kJ6已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下(、均为正值)： 有关上述反应的叙述正确的是w.w.w.k.s.5.u.c.o.m A B生成物总能量均高于反应物总能量C生成1molHCl气体时放出热量D1mol HBr(g)具有的能量大于1mol HBr(1)具有的能量7. (09重庆卷12)下列热化学方程式数学正确的是（的绝对值均正确）AC2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（g）；H=1367.0 kJ/mol（燃烧热）B NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）；H=+57.3kJ/mol（中和热） CS（s）+O2（g）=SO2（g）；H=269.8kJ/mol（反应热） D 2NO2=O2+2NO；H=+116.2kJ/mol（反应热）8（08海南卷）白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP akJmol1、PO bkJmol1、P=O ckJmol1、O=O dkJmol1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其中正确的是（ ）A（6a+5d4c12b）kJmol1 B（4c+12b6a5d）kJmol1C（4c+12b4a5d）kJmol1D（4a+5d4c12b）kJmol19（08宁夏卷）已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是-285.8kJmol-1、-1411.0kJmol-1和-1366.8kJmol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的H为( )A-44.2kJmol-1B+44.2kJmlo-1C-330kJmol-1D+330kJmlo-110（2010浙江卷）12. 下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是：A.甲烷的标准燃烧热为-890.3kJmol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=-890.3kJmol-1B. 500、30MPa下，将0.5mol N2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为： H=-38.6kJmol-1C. 氯化镁溶液与氨水反应：D. 氧化铝溶于NaOH溶液：11（08重庆卷）化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如题13图所示，该反应的热化学方程式是（ ）AN2(g)+3H2(g)=2NH3(1); H=2(a-b-c)kJmol-1B N2(g)+3H2(g)=2NH3(g); H=2(b-a)kJmol-1CN2(g)+H2(g)=NH3(1); H=(b+c-a)kJmol-1D N2(g)+H2(g)=NH3(g); H=(a+b)kJmol-112下列关于热化学反应的描述中正确的是( )AHCl和NaOH反映的中和热H57.3kJ/mol，则H2SO4和Ca(OH)2反映的中和热H2(57.3)kJ/molBCO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的H2283.0kJ/molC需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热13.（2011北京高考10）25、101kPa 下：2Na(s)1/2O2(g)=Na2O(s) H1=414KJ/mol 2Na(s)O2(g)=Na2O2(s) H2=511KJ/mol下列说法正确的是A.和产物的阴阳离子个数比不相等B.和生成等物质的量的产物，转移电子数不同C.常温下Na与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快D.25、101kPa 下，Na2O2（s）+2 Na（s）= 2Na2O（s） H=317kJ/mol14将V1 mL 1.0 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1V250 mL)。下列叙述正确的是( )(A)做该实验时环境温度为22 (B)该实验表明化学能可以转化为热能(C)NaOH溶液的浓度约是1.00 mol/L (D)该实验表明有水生成的反应都是放热反应15.把温度为13C，浓度为1.0mol/L的酸溶液和1.1mol/L的碱溶液各50mL混合溶液密度均为1g/mL,生成的溶液的比热容为c4.184J/(gC)轻轻搅动。测得酸碱混合液的温度变化数据如下：反应物起始温度t1/C 终了温度t1/C中和热 HClNaOH1319.8H1HClNH3H2O1319.3H2（1）试计算上述两组实验测出的中和热：H1 ；H2 。（2）实验中碱过量的目的是 。（3）两组实验结果差异的原因是 。16.（2005天津 29）（14分）磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。3.1 g的单质磷（P）在3.2 g氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出X kJ热量。（1）通过计算确定反应产物的组成（用化学式表示）是 ，其相应的质量（g）为 。（2）已知单质磷的燃烧热为Y kJ/mol，则1mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热H 。（3）写出1mol P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式： 。17.已知C(s、金刚石）+O2=CO2(g)；H=-395.4kJ/mol，C(s、石墨）+O2=CO2(g)；H=-393.5kJ/mol。且知石墨的密度大于金刚石。 (1)石墨和金刚石相比，_的稳定性更大，石墨转化为金刚石的热化学方程式为_ _ _。 (2)石墨中C-C键键能_金刚石中C-C键键能。石墨的熔点_金刚石（均填“大于”、“小于”或“等于”）。18（08山东卷）北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。 (1)丙烷脱氢可得丙烯。已知：C3H8(g)=CH4(g)+HCCH(g)+H2(g)；H1=156.6 kJmol-1 CH3CH=CH2(g)=CH4(g)+HC=CH(g)；H2=32.4 kJmol-1 则相同条件下，反应C3H8(g)=CH3CH=CH2(g)+H2(g)的H=_kJmol-119.（09宁夏卷28）（14分）2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g)反应过程的